ANTÁRTICA: CLIMATE CHANGE POSES GREATEST THREAT TO ANTARCTICA / EL CAMBIO CLIMÁTICO ES LA MAYOR AMENAZA PARA LA ANTÁRTICA

Emperor penguins are an iconic Antarctic species, uniquely adapted to their environment, which could be at risk of extinction due to climate change. Photo: Patrick James
Los pingüinos emperador son una especie icónica de la Antártida, especialmente adaptada a su entorno, que podría estar en peligro de extinción debido al cambio climático. Foto: Patrick James

Climate change poses the greatest threat to Antarctic and Southern Ocean ecosystems, according to the latest State of the Environment report, released this week.

Authors of the report’s Antarctic chapter, Australian Antarctic Division scientists Dr Dirk Welsford, Dr Barbara Wienecke and Dr Andrew Klekociuk, assessed the current status and trends of a range of physical (ice, ocean, atmosphere) and biological characteristics of the region, based largely on Australian Antarctic research.

They also assessed the human footprint in the Australian Antarctic Territory and the success of management bodies and frameworks in protecting this part of the region.

The report found that, like elsewhere in Australia, climate change is a key driver of change in Antarctica, the sub-Antarctic and the Southern Ocean. Pollution, tourism, commercial fishing, and an expanding human presence, also affect the Antarctic region.

“The Antarctic environment is still in comparatively good condition, but the pressures on the continent and the surrounding ocean are increasing,” Dr Welsford said.

“For example, ice shelves are melting faster due to warming of the upper ocean and lower atmosphere, the human footprint in the region is expanding, and the krill fishery is increasing catches to levels last seen in the 1980s.”

Most importantly, the authors found unequivocal evidence of climate change processes occurring now, which are likely to alter the physical Antarctic environment over the next decades to centuries.

These changes are likely to become irreversible without policy interventions and technological advances.

Antarctic heatwave

Between 1992 and 2017, global warming caused the loss of almost 2700 gigatonnes (2700 billion tonnes) of ice from the Antarctic ice sheet – including through the collapse of large ice shelves – contributing about 8 mm to mean sea level rise. The speed of this ice loss has quadrupled since the end of the 20th century.

While the Antarctic Peninsula and West Antarctica have experienced the most change, Dr Welsford said recent events suggest that climate change signals are now surfacing in the Australian Antarctic Territory, in East Antarctica – where Australia’s Antarctic stations are located and Australian research efforts are focussed.

In 2019-20, for example, parts of coastal Antarctica, including at Australia’s Casey research station, experienced a three-day heatwave, breaking minimum and maximum temperature records. Casey’s highest maximum of 9.2°C, was 6.9°C higher than the mean maximum temperature for the station over the past 31 years.

“Such extreme temperatures are concerning as these regions are key oases of biodiversity, where plants and animals have adapted over millennia to a specific narrow range of physical conditions,” Dr Welsford said.

Antarctica-Australia links

Sea ice extent around the continent has also seen extreme swings recently. Between 1979 and 2018, satellite records showed overall Antarctic sea ice extent increased by about 11,300 square kilometres per year, although there was strong regional and seasonal variation within this trend. But since 2015 sea ice extent has gone into reverse, with a record low in 2016 and another in 2022.

This is significant for Australia as modelling of projected future Antarctic sea ice loss suggests it could increase warming and rainfall changes in Australia’s tropics.

Sea ice reflects the sun’s heat back into space, and sea-ice growth and retreat drives the circulation of huge water masses in the Southern Ocean that interact with other global ocean currents, affecting weather and climate around the world.

“The weather and climate of Australia feel the influence of the Antarctic region because Antarctica is huge, and because the two continents are geographically close, so we see strong links between causes and effect between phenomena in Australia and Antarctica,” Dr Welsford said.

“So understanding the state of the physical environment in the Antarctic region is important for understanding the future of the Australian environment.”

Risk of extinction

Dr Welsford said climate change may benefit some Antarctic species in the short-term, by expanding the size of ice-free areas available for breeding, or with warmer waters increasing biological productivity in the ocean.

However this gain for some will come at a cost for others, made worse by the threat of non-native species establishing and outcompeting native species, and the loss of natural heritage values.

“The rate at which the physical environment is changing appears to be faster than the rate at which Antarctic organisms can adapt, placing some iconic species, such as emperor penguins, at risk of extinction,” he said.

“In our lifetime some species may experience a short-term benefit, but ultimately Antarctica won’t look like it does now, or how Antarctic pioneers like Mawson, Scott and Shackleton experienced it.”

Positive progress

But there are success stories, including the 1989 Montreal Protocol agreement to reduce ozone-depleting gases that create the ozone hole over Antarctica every spring, and contribute to climate change. A full recovery of ozone to 1980 levels is expected by the mid to late 21st century.

The 1991 Protocol on Environmental Protection to the Antarctic Treaty also provides a comprehensive framework for protection of the Antarctic environment, including a ban on mining and mineral exploration. The Antarctic Treaty Parties have committed to address the effects of climate and environmental change on the Antarctic environment.

Another success is the Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources (CCAMLR), which since 1982 has ensured a sustainably managed krill fishery in the areas of the Southern Ocean it oversees.

Through CCAMLR and the Agreement on the Conservation of Albatrosses and Petrels (both headquartered in Hobart), seabird bycatch in longline fisheries in Antarctic waters is historically low to near zero, thanks to effective research and work with industry.

Clear and present danger

The report authors emphasise that there are still many uncertainties and gaps in the data that limit their ability to anticipate accurately trends and variability over coming decades.

This is largely due to the size and remoteness of the region, the difficulty of access, the challenging nature of Antarctic research, and limited people power.

Despite the uncertainties, the risks associated with climate change are “clear and substantial”.

“The processes that are changing the Antarctic environment are well under way and likely to continue for at least several human lifetimes,” Dr Welsford said.

“While time is running out to do something, to prevent locking in the most extreme changes, I’m optimistic that when the global community comes together, like it has with the Montreal Protocol and other agreements, we can slow and even reverse these changes.”

PHOTO GALLERY

This graph shows Antarctic ice mass loss in gigatonnes, compiled from 24 separate studies by the ‘Ice Sheet Mass Balance Inter-comparison Exercise’ (IMBIE). The East Antarctic Ice Sheet (red line) is the largest of the Antarctic ice sheets, and contains enough stored ice to raise sea levels by 52 m. It appears to be generally close to being in balance or potentially in gain, with mass losses from ocean-driven melt compensated by increased snowfall. Changes in West Antarctica (blue line) have dominated the mass loss from Antarctica to date. The West Antarctic Ice Sheet stores enough ice to raise sea levels by 5.3 m. FROM: IMBIE team (2018). Mass balance of the Antarctic ice sheet from 1992 to 2017. Nature 558(7709):219–222.

This graphic shows the decline in sea ice in 2016 compared to the 1979-2008 December mean. The black line shows the climatological ice edge and the magenta one shows the December 2016 ice edge. The sea ice loss was widely distributed. The Australian Antarctic Territory sector was the only region without a significantly reduced sea ice cover. Source: Goddard merged sea ice concentration - Peng G et al. (2013). A long-term and reproducible passive microwave sea ice concentration data record for climate studies and monitoring. Earth System Science Data 5(2):311–318. (Photo: Dr Will Hobbs, Australian Antarctic Program Partnership)

Australian Antartic Program

El cambio climático representa la mayor amenaza para los ecosistemas de la Antártida y el Océano Austral, según el último informe sobre el estado del medio ambiente, publicado esta semana.

Los autores del capítulo sobre la Antártida del informe, los científicos de la División Antártica Australiana, el Dr. Dirk Welsford, la Dra. Barbara Wienecke y el Dr. Andrew Klekociuk, evaluaron el estado actual y las tendencias de una variedad de características físicas (hielo, océano, atmósfera) y biológicas de la región, basándose en gran medida sobre la investigación antártica australiana.

También evaluaron la huella humana en el Territorio Antártico Australiano y el éxito de los organismos y marcos de gestión en la protección de esta parte de la región.

El informe encontró que, como en otras partes de Australia, el cambio climático es un impulsor clave del cambio en la Antártida, el subantártico y el Océano Austral. La contaminación, el turismo, la pesca comercial y una presencia humana en expansión también afectan a la región antártica.

“El entorno antártico aún se encuentra en condiciones relativamente buenas, pero las presiones sobre el continente y el océano circundante están aumentando”, dijo el Dr. Welsford.

"Por ejemplo, las plataformas de hielo se están derritiendo más rápido debido al calentamiento de la parte superior del océano y la atmósfera inferior, la huella humana en la región se está expandiendo y la pesca de krill está aumentando las capturas a niveles vistos por última vez en la década de 1980".

Lo que es más importante, los autores encontraron evidencia inequívoca de los procesos de cambio climático que ocurren ahora, que probablemente alterarán el entorno físico de la Antártida en las próximas décadas o siglos.

Es probable que estos cambios se vuelvan irreversibles sin intervenciones políticas y avances tecnológicos.

Ola de calor antártica

Entre 1992 y 2017, el calentamiento global provocó la pérdida de casi 2700 gigatoneladas (2700 mil millones de toneladas) de hielo de la capa de hielo de la Antártida, incluso a través del colapso de grandes plataformas de hielo, lo que contribuyó con unos 8 mm al aumento medio del nivel del mar. La velocidad de esta pérdida de hielo se ha cuadriplicado desde finales del siglo XX.

Si bien la Península Antártica y la Antártida Occidental han experimentado la mayor cantidad de cambios, el Dr. Welsford dijo que los eventos recientes sugieren que las señales del cambio climático ahora están surgiendo en el Territorio Antártico Australiano, en la Antártida Oriental, donde se encuentran las estaciones antárticas de Australia y donde se concentran los esfuerzos de investigación australianos.

En 2019-20, por ejemplo, partes de la costa de la Antártida, incluida la estación de investigación Casey de Australia, experimentaron una ola de calor de tres días, rompiendo récords de temperatura mínima y máxima. El máximo más alto de Casey de 9,2 °C fue 6,9 ​​°C más alto que la temperatura máxima media de la estación en los últimos 31 años.

"Estas temperaturas extremas son preocupantes, ya que estas regiones son oasis clave de biodiversidad, donde las plantas y los animales se han adaptado durante milenios a una gama estrecha específica de condiciones físicas", dijo el Dr. Welsford.

Enlaces Antártida-Australia

La extensión del hielo marino alrededor del continente también ha experimentado cambios extremos recientemente. Entre 1979 y 2018, los registros satelitales mostraron que la extensión general del hielo marino antártico aumentó en unos 11 300 kilómetros cuadrados por año, aunque hubo una fuerte variación regional y estacional dentro de esta tendencia. Pero desde 2015, la extensión del hielo marino se ha invertido, con un mínimo histórico en 2016 y otro en 2022.

Esto es importante para Australia, ya que el modelado de la futura pérdida de hielo marino antártico proyectada sugiere que podría aumentar el calentamiento y los cambios en las precipitaciones en los trópicos de Australia.

El hielo marino refleja el calor del sol de regreso al espacio, y el crecimiento y retroceso del hielo marino impulsa la circulación de enormes masas de agua en el Océano Austral que interactúan con otras corrientes oceánicas globales, afectando el tiempo y el clima en todo el mundo.

"El tiempo y el clima de Australia sienten la influencia de la región antártica porque la Antártida es enorme y porque los dos continentes están geográficamente cerca, por lo que vemos fuertes vínculos entre las causas y los efectos entre los fenómenos en Australia y la Antártida", dijo el Dr. Welsford.

“Entonces, comprender el estado del entorno físico en la región antártica es importante para comprender el futuro del medio ambiente australiano”.

Riesgo de extinción

El Dr. Welsford dijo que el cambio climático puede beneficiar a algunas especies antárticas a corto plazo, al expandir el tamaño de las áreas libres de hielo disponibles para la reproducción, o con aguas más cálidas que aumentan la productividad biológica en el océano.

Sin embargo, esta ganancia para algunos tendrá un costo para otros, empeorado por la amenaza de que las especies no nativas se establezcan y superen a las especies nativas, y la pérdida de valores del patrimonio natural.

“La velocidad a la que cambia el entorno físico parece ser más rápida que la velocidad a la que los organismos antárticos pueden adaptarse, lo que coloca a algunas especies icónicas, como los pingüinos emperador, en riesgo de extinción”, dijo.

“Durante nuestra vida, algunas especies pueden experimentar un beneficio a corto plazo, pero en última instancia, la Antártida no se verá como ahora, o como lo experimentaron los pioneros antárticos como Mawson, Scott y Shackleton”.

Progreso positivo

Pero hay historias de éxito, incluido el acuerdo del Protocolo de Montreal de 1989 para reducir los gases que agotan la capa de ozono que crean el agujero de ozono sobre la Antártida cada primavera y contribuyen al cambio climático. Se espera una recuperación total del ozono a los niveles de 1980 para mediados o finales del siglo XXI.

El Protocolo al Tratado Antártico sobre Protección del Medio Ambiente de 1991 también proporciona un marco integral para la protección del medio ambiente antártico, incluida la prohibición de la minería y la exploración de minerales. Las Partes del Tratado Antártico se han comprometido a abordar los efectos del cambio climático y ambiental en el medio ambiente antártico.

Otro éxito es la Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCRVMA), que desde 1982 ha garantizado una pesquería de kril gestionada de manera sostenible en las áreas del Océano Austral que supervisa.

A través de la CCRVMA y el Acuerdo sobre la Conservación de Albatros y Petreles (ambos con sede en Hobart), la captura incidental de aves marinas en las pesquerías de palangre en aguas antárticas es históricamente baja, cercana a cero, gracias a la investigación eficaz y al trabajo con la industria.

Peligro claro y presente

Los autores del informe enfatizan que todavía existen muchas incertidumbres y brechas en los datos que limitan su capacidad para anticipar con precisión las tendencias y la variabilidad en las próximas décadas.

Esto se debe en gran parte al tamaño y la lejanía de la región, la dificultad de acceso, la naturaleza desafiante de la investigación antártica y el poder limitado de las personas.

A pesar de las incertidumbres, los riesgos asociados con el cambio climático son “claros y sustanciales”.

“Los procesos que están cambiando el medio ambiente antártico están en marcha y es probable que continúen durante al menos varias vidas humanas”, dijo el Dr. Welsford.

“Si bien se está acabando el tiempo para hacer algo, para evitar bloquear los cambios más extremos, soy optimista de que cuando la comunidad global se una, como lo ha hecho con el Protocolo de Montreal y otros acuerdos, podemos retrasar e incluso revertir estos cambios. .”

 GALERÍA DE FOTOS

Este gráfico muestra la pérdida de masa de hielo antártico en gigatoneladas, compilada a partir de 24 estudios separados por el 'Ejercicio de comparación de balance de masa de capa de hielo' (IMBIE). La capa de hielo de la Antártida Oriental (línea roja) es la más grande de las capas de hielo de la Antártida y contiene suficiente hielo almacenado para elevar el nivel del mar en 52 m. En general, parece estar cerca de estar en equilibrio o potencialmente en ganancia, con pérdidas de masa del derretimiento impulsado por el océano compensadas por el aumento de las nevadas. Los cambios en la Antártida Occidental (línea azul) han dominado la pérdida de masa de la Antártida hasta la fecha. La capa de hielo de la Antártida occidental almacena suficiente hielo para elevar el nivel del mar en 5,3 m. DE: equipo IMBIE (2018). Balance de masa de la capa de hielo de la Antártida desde 1992 hasta 2017. Nature 558(7709):219–222.

Este gráfico muestra la disminución del hielo marino en 2016 en comparación con la media de diciembre de 1979-2008. La línea negra muestra el borde de hielo climatológico y la magenta muestra el borde de hielo de diciembre de 2016. La pérdida de hielo marino se distribuyó ampliamente. El sector del Territorio Antártico Australiano fue la única región sin una cubierta de hielo marino significativamente reducida. Fuente: concentración de hielo marino combinado de Goddard - Peng G et al. (2013). Un registro de datos de concentración de hielo marino de microondas pasivas a largo plazo y reproducibles para estudios y monitoreo climáticos. Datos científicos del sistema terrestre 5(2):311–318. (Foto: Dr. Will Hobbs, Asociación del Programa Antártico Australiano)